比亚迪的黑科技——刀片电池是什么？

前几天，比亚迪在线上举办了一场技术发布会，发布会的主角叫“刀锋电池”。按照王传福的说法，将彻底解决锂电池“自燃”的痛点，改变行业。

正好最近在看一些关于电池的论文，趁还没忘，我想和大家聊聊所谓的“刀片电池”。

什么是“刀片电池”？

按正极材料分类，锂电池大致可分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂和三元锂。

但经过多年的尝试，只有磷酸亚铁锂和三元锂在市场上受欢迎或被业界看好。两者的区别在于前者能量密度低，安全性高，后者能量密度高，安全性低。

而“刀锋电池”，看似二流的名字，本质上是磷酸铁锂电池的一种。

但它不同于常规的磷酸铁锂电池。比亚迪采用了类似于当代安培科技有限CTP的技术，取消了传统锂电池原有的电池模块，直接将电芯集成到一个电池组中。

其中，构成电池组的电芯较薄，类似于叶片的形状，因此被称为“叶片电池”。

「刀锋电池」有什么特点？

首先是更高的安全性。

这主要有三个原因。一方面，磷酸铁锂电池在充电过程中，锂离子不断从正极逸出，向负极移动。当功率即将达到饱和时，锂离子可以完全嵌入负极，从而形成“过充保护”；

另一方面，磷酸铁锂电池的P-O键稳定，不易分解，即使在高温下(390℃以上)也不会引起结构坍塌发热或形成强氧化性物质；

而且磷酸铁锂电池的燃烧需要外界氧气的供应。一旦发生自燃，可以通过切断外界氧气来控制火势。而且因为电池材质的原因，“刀锋电池”的燃烧速度较慢，燃烧程度也不剧烈。

但以上只是磷酸铁锂电池最基本的特性，比亚迪的“刀锋电池”就是在此基础上，增加了两项保护措施——

一种是“刀片电池”垂直放电，以改变电池的弯曲截面，提高电池组的强度；

二是在电池上下两面贴两块高强度板，形成蜂窝铝板结构，加强电池组强度。

因此，与三元锂电池相比，“刀锋电池”不会因为温度过高、过充、短路、撞击等原因发生爆炸或燃烧。即使自燃，装有“刀锋电池”的纯电动汽车也会有更多的时间让车主逃生。

比亚迪在本次发布会上还表示，“刀锋电池”通过了针刺、烤箱温度、挤压、过充四项测试，还发布了完整版的针刺视频。

不得不承认，比亚迪相当大胆，有真材实料。毕竟很少有车企敢发布这个测试，想必是对自己的产品非常有信心。

但我对此仍持怀疑态度。毕竟单个“刀片电池”的测试并不能代表整个电池组，这要看后续的市场检验。当然，这是后话。

其次，空间利用率好。

如前所述，比亚迪的“刀片电池”采用了类似于当代安培科技有限公司CTP的技术。

一般来说，传统的电池组装是“电芯-模块-电池组”模式，即先将电芯组装成模块，再将模块装入电池组。

而所谓的CTP，它的全称是Cell？去哪？Pack，顾名思义，取消了中间的模块组装环节，直接将电芯集成到电池组中。

没有该模块的电池组，减少了许多组装该模块的零件，从而减少了电池组的制造工序，节省了材料的人工成本，一举提高了电池组的体积利用率。

同时，这也意味着比亚迪的“刀锋电池”可以通过增加单体电池的容量和优化电池组结构，进一步提高电池的能量密度。

而这在一定程度上弥补了磷酸铁锂电池振实密度和压实密度低导致的能量密度低的问题。

然而，“刀片电池”并不完美。比如磷酸铁锂电池，由于颗粒大小、电解液原料等因素，低温性能很差，尤其是在冬季基本在零摄氏度以下的北方，一定程度上限制了“刀片电池”的应用范围。

比亚迪在发布会上并没有对电池的低温性能做出说明，这加深了我对“刀锋电池”低温性能的怀疑。但按理说电池研发肯定会做低温测试，所以希望比亚迪以后能给个说法。

比如电芯一致性和热管理的问题，都是“刀片电池”不得不面对的挑战。

三元锂与磷酸亚铁锂

事实上，当王传福谈到解决自燃和改变行业时，我不禁想到了特斯拉。毕竟特斯拉用的是容易自燃的三元锂电池，早前就深受自燃困扰。

坦白说，三元锂电池和磷酸锂电池的斗争一直存在。

早些年由于政策补贴对续航里程的要求越来越高，大家都抢着要三元锂电池，包括比亚迪自己也放弃了之前研发的磷酸铁锂电池，转投三元锂电池的怀抱。

但近两年，随着新能源汽车补贴的不断下降，动力电池新技术的加持，CTP技术的出现，磷酸铁锂电池又开始崭露头角。

根据2020年工信部推荐的第一批乘用车，搭载磷酸亚铁锂的乘用车比例已经达到18%(2019年为7.8%)。

所以按照现在的趋势，未来的电池格局大概会分为三元锂和磷酸亚铁锂两部分，至于哪个更强，哪个更弱，还是要看后续车企的努力。

但可以肯定的是，已经量产“刀锋电池”的比亚迪，在电池的道路上开创了自己的新时代，也看到了弯道超车梦想的曙光。

本文来自车家作者汽车之家，不代表汽车之家立场。